Журнал вимірювання кутів способом кругових прийомів (опрацювання без урахування "затягування" лімба)

Пункт

Дата: 15.04.2005

Час: 10.25-10.35

І прийом

Погода: ясно Видимість: добра Зображення: спокійне

1с - подвійна колімаційна похибка; 1с = КЛ — {КП ± 180°)

Незамикання: похибка у напрямки; k - номер напрямку; п - кількість напрямків.

Зауважимо, що заздалегідь справжня причина незамикання горизонту невідома. Про наявність "затягування" лімба алідадою в тому чи іншому тео­доліті можна робити висновок за дослідженнями цього теодоліта на основі пробних кутових вимірювань: якщо А_л , Д„., А не змінюють знака, то це

185

Розділ II

вказує на наявність затягування. З іншого погляду: враховуючи, що алідаду при КЛ повертають за годинниковою стрілкою, а при КП - проти, можна впевнено говорити про значну компенсацію "затягування". Водночас є велика ймовірність, що ці дві названі причини діють одночасно, важливо, яка причина переважає. Проте різні оброблення спостережень не викликають розходжень у напрямках та кутах, більших, ніж 1-3". Тому для полігонометрії 3, 4 класів можна надати перевагу першому методу опрацювання результатів спостережень на пункті, як простішому. У табл. П.3.4, П.3.5 подано числові приклади опрацювання результатів спостережень відповідно першим та другим методами. Необхідні пояснення наведені під таблицями та в тексті.

11.3.7. Вимірювання горизонтальних кутів способом повторень

Повторювальні теодоліти, як ми вже знаємо, мають закріпні та навідні гвинти окремо для лімба та алідади. Якщо відпустити закріпний гвинт лімба такого теодоліта і повертати трубу в горизонтальній площині, то лімб і алідада будуть повертатися одночасно і відліки лімба не будуть змінюватися. Якщо ж відпустити гвинт алідади і повертати трубу в горизонтальній площині, то відліки будуть змінюватися, оскільки під час цього повертається тільки алідада, а розташування лімба незмінне (і "затягування" лімба поки що не будемо враховувати). Використовуючи описану конструктивну особливість таких теодолітів, було запропоновано вимірювання кутів методом повторень. Роз­глянемо суть цього методу. Цим способом вимірюють кожний окремий гори­зонтальний кут. Встановивши теодоліт у вершині кута Т (рис. ІІ.3.18), який необхідно виміряти та, привівши теодоліт у робочий стан, наводять трубу при КЛ на точку 1, попередньо встановивши відлік, дещо більший за нуль, або нуль. Позначимо цей відлік а_л . Після цього відпускають алідаду, повертають за годинниковою стрілкою трубу, і наводять на точку 2. Беруть контрольний відлік в_х. Зрозуміло, що відлік наближено буде дорівнювати куту, який вимірюють.

Після цього відкріпляють лімб, повертають трубу проти годинникової стрілки і навідним гвинтом лімба знову наводять трубу на точку 1. Контрольний відлік не зміниться. Потім відкріпляють алідаду, повертають за годинниковою стрілкою і наводять трубу повторно на точку 2. Відлік не беруть (відлік дорівнюватиме приблизно 2|3).

Візування на ліву точку 1 поворотами лімба, а на праву точку 2 поворотами алідади виконують декілька разів. Останнє візування повинно бути на точку 2; після чого роблять кінцевий відлік (при КЛ -в_л). Величина кута, який вимірюють, становитиме:

186

Планові геодезичні мережі

М^^. (^IL3-³°)

де Р - кількість повторень. Якщо під час вимірювання нульова поділка лімба декілька разів пройшла через напрямок на точку 1, тоді в чисельнику (ІІ.З.ЗО) потрібно додати 360°, повторене таку кількість разів, скільки було переходів нульової поділки через цей напрямок. Щоб не стежити за переходами нульової поділки лімба, робиться контрольний відлік в_л . Формула (ІІ.З.ЗО) дає значення кута при КЛ. Далі, перевівши трубу через зеніт і при КП, відкріпивши алідаду, наводять трубу на праву точку 2. Беруть відлік, який позначимо в_п . Відлік в_п є кінцевим при КП. Потім відкріпляють алідаду, повертають трубу проти годинникової стрілки і наводять навідним гвинтом алідади на точку 1. Далі відкріпляють лімб і повертають трубу за годинниковою стрілкою, наводять на точку 2 навідним гвинтом лімба. Ці дії повторяють. Під час таких дій відлік на лімбі буде прямувати до початкового, точніше до (а_л + 180°). Для такої самої кількості повторень Р буде наближено дорівнювати (а_л + 180°). Труба буде наведена на точку 1. Беруть відлік а_п, який буде початковим при КП. Ви­мірюваний кут Р_п при КП знаходять за формулою

(П.3.31)

З кутів р_п та Р_л виводять середній. Числовий приклад вимірювання показано у табл. П.3.7, яка є сторінкою польового журналу. Контрольний відлік 126°33' - підкреслений. Інші дані журналу не потребують окремих пояснень.

я©

^®

Рис. 11.3.18. До пояснення способу повторень

187

Розділ II

Вважають, що спосіб повторень має систематичні похибки, викликані "затягуванням" лімба алідадою. Якщо при КЛ алідаду повертати за годин­никовою стрілкою, а при КП - проти, тоді ця похибка дещо компенсується. Найкращим способом виключення цієї похибки є вимірювання незалежно правого та лівого кутів (3 та (3' (див. рис. П.3.18). Кут (3' доповнює кут Р до 360°. Нехай під час вимірювання кутів (3 та (3' їхня сума (Р + р') буде містити деяку подвійну систематичну похибку - 2с. Поправку, яку необхідно ввести в кожний з кутів, знайдемо з виразу

360" -(р + р-)

(ІІ.3.32)

Спосіб повторень був найвживанішим і найточнішим, коли не існувало теодолітів з точними системами відліків, а похибки відліків становили десятки секунд. На початку XX століття, з появою оптичних мікрометрів, похибки відліків якими менші за одну секунду, спосіб повторень втратив значення.

Таблиця II. 3.7

ЖУРНАЛ вимірювання горизонтальних кутів методом повторень

Початок вимірювань: 8 год 20 хв Кінець: 8 год 50 хв Спостерігач: В.Л. Тарнавський

Погода: похмуро, слабкий вітер Назва пункту - Т Видимість: добра

Проте цей спосіб може застосовуватися та виявитись корисним у разі необхідності точного вимірювання кутів і за наявності у виконавця тільки технічних теодолітів.

188

Планові геодезичні мережі

11.3.8. Вимірювання горизонтальних кутів електронними теодолітами (тахеометрами)

Якщо під час побудови полігонометричних мереж працюють спеціа­лізовані бригади, які виконують окремо кутові та лінійні вимірювання, то тільки кутові вимірювання можуть виконуватися не тільки електронними теодолітами, але й електронними тахеометрами. Тому в цьому параграфі роз­глянемо тільки вимірювання кутів електронними теодолітами (тахеометрами). Наперед зауважимо, що процеси вимірювання горизонтальних (та й верти­кальних) кутів такими приладами значно спрощуються, а цілий ряд похибок, залежних від спостерігача (насамперед похибки відлічування) просто виключаються. Основні дії, які виконує спостерігач, - це встановлення приладу над точкою, приведення приладу у робочий стан та наведення труби на ціль. Як вже зазначалось, наведення труби (в деяких приладах) також автоматизовано. Підготування до вимірювання кутів

Підготування приладу до вимірювань складається з таких кроків:

1. Центрують та горизонтують прилад над точкою Т (рис. ІІ.3.18). Фокусують трубу по оку та по предмету. Виконують ці дії так само, як і для оптичних теодолітів.

2. Встановлюють батареї. Напругу дає батарея BDC 25. Для вмикання напруги тумблер повертають вверх. Після вмикання напруги прилад подає звуковий сигнал і відображає всі можливі символи, одночасно виконує авто­матичне тестування. Ці символи подано на рис. ІІ.3.19. Після закінчення само­контролю на три секунди відображається напруга батареї у декількох кодових символах. Символ ded вказує на те, що напруга батареї недостатня для вимі­рювання. Такий самий символ відображається також під час вимірювань, якщо напруга батареї є низькою, під час інших - кути можна вимірювати. Висвітлені символи "VO/HO.SET" вказують на те, що прилад підготований до індек­сування. Якщо кут нахилу (компенсатора) перевищує 3', на екрані з'явиться код Е 115 або Е 117. Досягають горизонтальності циліндричним рівнем.

3. Індексують круги. Для індексування вертикального круга відпус­кають закріплювальний гвинт труби і трубу повертають у вертикальній площині на 360°. Індексація (встановлення місця "нуля" або "зеніту") відбувається у момент проходження об'єктивом лінії горизонту в розташуванні КЛ. Підтвердженням виконання індексації є звуковий сигнал ТС встановлення на дисплеї значення вертикального кута, наприклад, 91°04'30". Аналогічно індексують горизонтальний круг, але трубу повертають на 360° в гори­зонтальній площині. Індексування відбудеться, коли нуль-пункт алідади перетне поділку "нуль" горизонтального круга. Підтвердженням виконання індексації є також звуковий сигнал і висвітлення горизонтального кута Н.

189

Розділ II

Рис. 11.3.19. Символи, що відображаються на дисплеї

4. Увага: 1) під час кожного вмикання приладу індексацію повторяють; 2) за бажанням змінити розмірність кутових одиниць, наприклад, градусів (360°) на гради (гони) 400 або змінити кутову роздільність - (найменша поділка): 20" (5 mgon/0,lmil) -F_Q; кутову роздільність: 10" (2mgon/0,05mil) -F_l, треба натискати одночасно на клавіші № 1 і № 2, N_{ - зміна розмірності параметра; N₂ - перехід до наступного параметра. Нумерація шести клавіш на клавіатурі приладу відраховується зліва направо. Номери клавіш подано у п. И.3.4. Можна встановити градуси F₀ - 360°; JFj - 400 gon; 400 grad; F2 -6400 mil - тисячні.

5. Остаточна перевірка готовності приладу до вимірювання. Для цього:

1. необхідно встановити рефлектор (будь-яку виразну ціль) на відстані ~ 100 м;

2. увімкнути напругу; 3) навести трубу на ціль при КЛ. Відлічити значення кутів, наприклад, Н: 18°34'00", V: 90°30'20". 4) навести трубу на ту саму ціль при КП і знову зробити відліки кутів: Н: 198°34'20", V: 269°30'30". Крім цього, значок на екрані -*■ означає, що корекція вертикального кута виконана автоматично. Якщо ні, користуватися клавішею 4.

Вимірювання кутів

1. Навести трубу на лівий сигнал (пункт А), див. рис. її.3.20.

2. Натиснути головну клавішу 6 - SHFT, а потім клавішу 4 - 0SET, щоб встановити "нульове" значення кута (правого або лівого). Горизонтальні кути позначаються кодами: правий, лівий-правий.

3. Відпустити закріплювальний гвинт алідади і навести трубу на правий сигнал (пункт В). Відображений на дисплеї горизонтальний кут і буде кутом

190

Планові геодезичні мережі

між пунктами А та В. Аналогічно вимірюють кут при КП. Перевівши трубу через зеніт, наводять її спочатку на лівий пункт А. Далі наводять трубу на правий пункт В. Відображається значення кута при КП. Щоб почав змінюватися відлік на дисплеї або відображений кут, необхідно натиснути на клавіші 6 та 5.

4. Щоб розпочати вимірювання на інших поділках, наприклад, на 60°00'20", потрібно: 1) відпустити закріпний гвинт алідади і, повертаючи трубу в горизонтальній площині, встановити грубо відлік, що дорівнює 60°, а точно навідним гвинтом - 60°00'20"; 2) зафіксувати на дисплеї цей відлік; для цього натиснути клавіші 6 та 5. Закріплений кут має код: Навести трубу на пункт, якому відповідає цей відлік, наприклад, на лівий пункт А, якщо будемо виконувати вимірювання кутів на різних поділках круга. Для підвищення точності вимірювання кутів можна вимірювати ліві та праві кути, як і під час способу повторень. Потрібно встановлювати коди: (лівий кут) а потім Н

■ ►(правий кут), клавіша 5.

Рис. 11.3.20. До вимірювання горизонтальних кутів електронним теодолітом